960 resultados para Respiratory Mechanics


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Background: Chronic kidney disease (CKD) is one of the most serious public health problems. The increasing prevalence of CKD in developed and developing countries has led to a global epidemic. The hypothesis proposed is that patients undergoing dialysis would experience a marked negative influence on physiological variables of sleep and autonomic nervous system activity, compromising quality of life.Methods/Design: A prospective, consecutive, double blind, randomized controlled clinical trial is proposed to address the effect of dialysis on sleep, pulmonary function, respiratory mechanics, upper airway collapsibility, autonomic nervous activity, depression, anxiety, stress and quality of life in patients with CKD. The measurement protocol will include body weight (kg); height (cm); body mass index calculated as weight/height(2); circumferences (cm) of the neck, waist, and hip; heart and respiratory rates; blood pressures; Mallampati index; tonsil index; heart rate variability; maximum ventilatory pressures; negative expiratory pressure test, and polysomnography (sleep study), as well as the administration of specific questionnaires addressing sleep apnea, excessive daytime sleepiness, depression, anxiety, stress, and quality of life.Discussion: CKD is a major public health problem worldwide, and its incidence has increased in part by the increased life expectancy and increasing number of cases of diabetes mellitus and hypertension. Sleep disorders are common in patients with renal insufficiency. Our hypothesis is that the weather weight gain due to volume overload observed during interdialytic period will influence the degree of collapsibility of the upper airway due to narrowing and predispose to upper airway occlusion during sleep, and to investigate the negative influences of haemodialysis in the physiological variables of sleep, and autonomic nervous system, and respiratory mechanics and thereby compromise the quality of life of patients.

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Bronchial hyperresponsiveness is a hallmark of asthma and many factors modulate bronchoconstriction episodes. A potential correlation of formaldehyde (FA) inhalation and asthma has been observed; however, the exact role of FA remains controversial. We investigated the effects of FA inhalation on Ovalbumin (OVA) sensitisation using a parameter of respiratory mechanics. The involvement of nitric oxide (NO) and cyclooxygenase-derived products were also evaluated. The rats were submitted, or not, to FA inhalation (1%, 90 min/day, 3 days) and were OVA-sensitised and challenged 14 days later. Our data showed that previous FA exposure in allergic rats reduced bronchial responsiveness, respiratory resistance (Rrs) and elastance (Ers) to methacholine. FA exposure in allergic rats also increased the iNOS gene expression and reduced COX-1. L-NAME treatment exacerbated the bronchial hyporesponsiveness and did not modify the Ers and Rrs, while Indomethacin partially reversed all of the parameters studied. The L-NAME and Indomethacin treatments reduced leukotriene B4 levels while they increased thromboxane B2 and prostaglandin E2. In conclusion, FA exposure prior to OVA sensitisation reduces the respiratory mechanics and the interaction of NO and PGE2 may be representing a compensatory mechanism in order to protect the lung from bronchoconstriction effects.

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BACKGROUND: The time course of impairment of respiratory mechanics and gas exchange in the acute respiratory distress syndrome (ARDS) remains poorly defined. We assessed the changes in respiratory mechanics and gas exchange during ARDS. We hypothesized that due to the changes in respiratory mechanics over time, ventilatory strategies based on rigid volume or pressure limits might fail to prevent overdistension throughout the disease process. METHODS: Seventeen severe ARDS patients {PaO2/FiO2 10.1 (9.2-14.3) kPa; 76 (69-107) mmHg [median (25th-75th percentiles)] and bilateral infiltrates} were studied during the acute, intermediate, and late stages of ARDS (at 1-3, 4-6 and 7 days after diagnosis). Severity of lung injury, gas exchange, and hemodynamics were assessed. Pressure-volume (PV) curves of the respiratory system were obtained, and upper and lower inflection points (UIP, LIP) and recruitment were estimated. RESULTS: (1) UIP decreased from early to established (intermediate and late) ARDS [30 (28-30) cmH2O, 27 (25-30) cmH2O and 25 (23-28) cmH2O (P=0.014)]; (2) oxygenation improved in survivors and in patients with non-pulmonary etiology in late ARDS, whereas all patients developed hypercapnia from early to established ARDS; and (3) dead-space ventilation and pulmonary shunt were larger in patients with pulmonary etiology during late ARDS. CONCLUSION: We found a decrease in UIP from acute to established ARDS. If applied to our data, the inspiratory pressure limit advocated by the ARDSnet (30 cmH2O) would produce ventilation over the UIP, with a consequent increased risk of overdistension in 12%, 43% and 65% of our patients during the acute, intermediate and late phases of ARDS, respectively. Lung protective strategies based on fixed tidal volume or pressure limits may thus not fully avoid the risk of lung overdistension throughout ARDS.

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Respiratory system input impedance (Zrs) at low to medium frequencies below 100 Hz, and study of its volume dependence, have been used extensively to quantify airway and tissue mechanics. Zrs at high oscillation frequencies including the first antiresonant frequency (far,1) may contain important information about airway mechanics. Changes in high-frequency Zrs with lung volume have not been studied. The volume-dependent behavior of high-frequency Zrs, specifically far,1 and respiratory system resistance at first antiresonance (Rrs(far,1)), was characterized in 16 healthy adults. Zrs was measured with a forced oscillation signal (5-302.5 Hz) through a wavetube setup. To track Zrs, subjects performed slow deep inspiratory and expiratory maneuvers over 30-s measurements, during which average impedance was calculated over 0.4-s intervals, with successive overlapping estimates every 0.156 s. Flow was measured using a pneumotachometer and integrated to obtain volume. Transpulmonary pressure dependence (Ptp) of Zrs was separately determined in five subjects. Both far,1 and Rrs(far,1) decreased with increasing lung volume and Ptp, consistent with an increase in airway caliber and decreased airway wall compliance as volume increased. These characterizations provide insight into airway mechanics, and are furthermore a necessary first step toward determining whether volume dependence of the first antiresonance is altered in disease.

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Simulation of disorders of respiratory mechanics shown by spirometry provides insight into the pathophysiology of disease but some clinically important disorders have not been simulated and none have been formally evaluated for education. We have designed simple mechanical devices which, along with existing simulators, enable all the main dysfunctions which have diagnostic value in spirometry to be simulated and clearly explained with visual and haptic feedback. We modelled the airways as Starling resistors by a clearly visible mechanical action to simulate intra- and extra-thoracic obstruction. A narrow tube was used to simulate fixed large airway obstruction and inelastic bands to simulate restriction. We hypothesized that using simulators whose action explains disease promotes learning especially in higher domain educational objectives. The main features of obstruction and restriction were correctly simulated. Simulation of variable extra-thoracic obstruction caused blunting and plateauing of inspiratory flow, and simulation of intra-thoracic obstruction caused limitation of expiratory flow with marked dynamic compression. Multiple choice tests were created with questions allocated to lower (remember and understand) or higher cognitive domains (apply, analyse and evaluate). In a cross-over design, overall mean scores increased after 1½ h simulation spirometry (43-68 %, effect size 1.06, P < 0.0001). In higher cognitive domains the mean score was lower before and increased further than lower domains (Δ 30 vs 20 %, higher vs lower effect size 0.22, P < 0.05). In conclusion, the devices successfully simulate various patterns of obstruction and restriction. Using these devices medical students achieved marked enhancement of learning especially in higher cognitive domains.

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This paper presents the measurement, frequency-response modeling and identification, and the corresponding impulse time response of the human respiratory impedance and admittance. The investigated adult patient groups were healthy, diagnosed with chronic obstructive pulmonary disease and kyphoscoliosis, respectively. The investigated children patient groups were healthy, diagnosed with asthma and cystic fibrosis, respectively. Fractional order (FO) models are identified on the measured impedance to quantify the respiratory mechanical properties. Two methods are presented for obtaining and simulating the time-domain impulse response from FO models of the respiratory admittance: (i) the classical pole-zero interpolation proposed by Oustaloup in the early 90s, and (ii) the inverse discrete Fourier Transform (DFT). The results of the identified FO models for the respiratory admittance are presented by means of their average values for each group of patients. Consequently, the impulse time response calculated from the frequency response of the averaged FO models is given by means of the two methods mentioned above. Our results indicate that both methods provide similar impulse response data. However, we suggest that the inverse DFT is a more suitable alternative to the high order transfer functions obtained using the classical Oustaloup filter. Additionally, a power law model is fitted on the impulse response data, emphasizing the intrinsic fractal dynamics of the respiratory system.

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OBJECTIVES: Despite the recent success regarding the transplantation of tissue-engineered airways, the mechanical properties of these grafts are not well understood. Mechanical assessment of a tissue-engineered airway graft before implantation may be used in the future as a predictor of function. The aim of this preliminary work was to develop a noninvasive image-processing environment for the assessment of airway mechanics.METHOD: Decellularized, recellularized and normal tracheas (groups DECEL, RECEL, and CONTROL, respectively) immersed in Krebs-Henseleit solution were ventilated by a small-animal ventilator connected to a Fleisch pneumotachograph and two pressure transducers (differential and gauge). A camera connected to a stereomicroscope captured images of the pulsation of the trachea before instillation of saline solution and after instillation of Krebs-Henseleit solution, followed by instillation with Krebs-Henseleit with methacholine 0.1 M (protocols A, K and KMCh, respectively). The data were post-processed with computer software and statistical comparisons between groups and protocols were performed.RESULTS: There were statistically significant variations in the image measurements of the medial region of the trachea between the groups (two-way analysis of variance [ANOVA], p<0.01) and of the proximal region between the groups and protocols (two-way ANOVA, p<0.01).CONCLUSIONS: The technique developed in this study is an innovative method for performing a mechanical assessment of engineered tracheal grafts that will enable evaluation of the viscoelastic properties of neo-tracheas prior to transplantation.

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Objective: To compare two methods of respiratory inductive plethysmography (RIP) calibration in three different positions. Methods: We evaluated 28 healthy subjects (18 women and 10 men), with a mean age of 25.4 +/- 3.9 years. For all of the subjects, isovolume maneuver calibration (ISOCAL) and qualitative diagnostic calibration (QDC) were used in the orthostatic, sitting, and supine positions. In order to evaluate the concordance between the two calibration methods, we used ANOVA and Bland-Altman plots. Results: The values of the constant of proportionality (X) were significantly different between ISOCAL and QDC in the three positions evaluated: 1.6 +/- 0.5 vs. 2.0 +/- 1.2, in the supine position, 2.5 +/- 0.8 vs. 0.6 +/- 0.3 in the sitting position, and 2.0 +/- 0.8 vs. 0.6 +/- 0.3 in the orthostatic position (p < 0.05 for all). Conclusions: Our results suggest that QDC is an inaccurate method for the calibration of RIP. The K values obtained with ISOCAL reveal that RIP should be calibrated for each position evaluated.

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O crescimento do percentual de idosos na população ocorre mundialmente tornando necessário conhecer o impacto do processo de envelhecimento, neste contexto, do sistema respiratório. O desconhecimento do impacto do envelhecimento associado a diferentes graus de exposição a poluentes e a presença de comorbidade(s) dificulta a diagnose das pneumopatias acarretando aos idosos piora da qualidade de vida. São vantagens da Técnica de Oscilações Forçadas (FOT): alto potencial de aplicação em idosos, fácil realização, análise detalhada da mecânica respiratória, desempenho de papel complementar, bem como de alternativa na impossibilidade de realização dos exames tradicionais. Foi realizado um estudo experimental comparativo que objetivou investigar o impacto do envelhecimento no sistema respiratório pela FOT e pela espirometria entre grupos de diferentes faixas etárias, sendo a idade a variável independente e as variáveis dependentes, os parâmetros oscilométricos resistência em regime contínuo (R0) e das vias aéreas centrais (Rm), inclinação da resistência (S), frequência de ressonância (fr), reatância média (Xm), complacência dinâmica (Cdin,sr) e os parâmetros espirométricos (VEF1, CVF, VEF1/CVF e FEF/CVF). Foram realizados entrevista, exame clínico, radiografia torácica, avaliação da mecânica respiratória pela FOT e da função pulmonar pela espirometria. 255 indivíduos com idades entre 20 e 86 anos foram entrevistados. Destes, 175 foram excluídos, restando os 80 voluntários analisados, que foram divididos em 6 grupos de acordo com a faixa etária (A: 20 a 29 anos; B: 30 a 39 anos; C: 40 a 49 anos; D: 50 a 59 anos; E: 60 a 69 anos; F: 70 anos ou mais). Foram utilizados os testes de Shapiro-Wilkins, na avaliação da normalidade dos dados biométricos em cada grupo, Oneway ANOVA, na comparação entre os grupos, e Tukey HSD na comparação entre as classes subjacentes. A análise da associação entre duas variáveis foi realizada inicialmente pela regressão univariada entre os parâmetros oscilométricos, a idade e a altura. A regressão múltipla entre os parâmetros oscilométricos, idade e altura foi realizada em conjunto. Foi realizada a análise de confundimento ou modificação de efeito sobre o parâmetro altura na relação entre a idade e os parâmetros oscilométricos. A correção pelo fator altura foi realizada quando sua análise apresentava fator de confundimento. Quanto aos parâmetros resistivos, não foram observadas alterações em R0 e Rm com o envelhecimento enquanto que o declínio observado em S é discreto e não-significativo. Em relação aos parâmetros reativos, verificouse que Cdin,sr e Xm diminuem enquanto que fr aumenta com o processo de envelhecimento. Todas estas alterações são significativas. Todavia, a diminuição da Cdin,sr não apresenta relação com a idade e sim com a altura, que constituiu modificação do efeito. Nos demais parâmetros oscilométricos, a altura constituiu fator de confundimento. Quanto à espirometria, observou-se declínio significativo do VEF1, do VEF1/CVF e da CVF. O índice FEF/CVF apresentou declínio nãosignificativo. Concluindo, a resistência do sistema respiratório e a complacência dinâmica não se modificam enquanto a homogeneidade do sistema respiratório diminui com o processo de envelhecimento.

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A fibrose cística (FC) é a doença autossômica recessiva mais comum na população branca que leva à redução na expectativa de vida. A doença pulmonar é a maior causa de morbidade e mortalidade. A relevância do presente estudo se dá diante de alguns fatores: aumento drástico da sobrevida média nos últimos 60 anos na FC, a fisiopatologia pulmonar não é bem compreendida, ausência de estudos reportados na literatura, até o momento, utilizando a técnica de oscilações forçadas (TOF) exclusivamente em adultos com FC. Assim sendo os objetivos deste estudo são: analisar as alterações da mecânica respiratória em adultos com FC através da espirometria, pletismografia e TOF; correlacionar os resultados da TOF aos espirométricos e pletismográficos e avaliar a sensibilidade e especificidade da TOF nestes indivíduos. É um estudo de corte transversal descritivo, no qual foram analisados dois grupos de indivíduos: controle (n=23) e FC (n=27). Os resultados foram expressos através média desvio-padrão. As técnicas funcionais respiratórias foram realizadas na seguinte sequência: TOF, espirometria, pletismografia. Na pletismografia foram avaliados os parâmetros: CPT (capacidade pulmonar total), CRF (capacidade residual funcional) e VR (volume residual), CRF/CPT e VR/CPT, resistência (Rva) e condutância específica das vias aéreas (SGva). Na espirometria: volume expiratório forçado no primeiro segundo (VEF1), capacidade vital forçada (CVF), fluxo expiratório entre 25% e 75% (FEF25%-75%) da CVF (FEF25%-75%) e razões VEF1/CVF (%) e FEF/CVF (%). Na TOF: propriedades resistivas do sistema respiratório- R0 (resistência no intercepto), Rm (resistência média) e S (inclinação da reta de resistência) e propriedades reativas: Cdin,sr (complacência dinâmica do sistema respiratório), Xm (reatância média), frequência de ressonância (fr); e o módulo da impedância em 4 Hz (׀Zrs4Hz׀). Na espirometria o distúrbio ventilatório obstrutivo (DVO) com CVF reduzida foi predominante, com marcante redução do FEF25%-75% no grupo FC (p<0,0001) em relação ao controle. Na pletismografia: destacou-se a elevação de VR, na presença de CPT normal e elevação da Rva e redução da SGva no grupo FC. Alterações da TOF ocorridas no grupo FC em relação ao controle: aumento de R0 e Rm (p<0,0001) e fr (p<0,0002), relacionados à obstrução das vias aéreas; redução de S (p<0,0006), Xm (p<0,0001) associadas à não-homogeneidade do sistema respiratório e Cdin,sr (p<0,0001), relacionada à redução da complacência pulmonar; aumento do módulo da impedância em 4 Hz (׀Zrs4Hz׀) (representando a carga mecânica total do sistema respiratório) resultante da interação das demais alterações da TOF citadas. Os parâmetros da TOF apresentaram correlações muito boas com a espirometria e moderadas com a pletismografia. Rm foi o único parâmetro que não se relacionou com nenhuma destas técnicas. A sensibilidade e especificidade da TOF em adultos com FC apresentaram valores elevados, sobretudo nos parâmetros reativos, em especial, Xm (85,2% e 73,9% respectivamente e área sob a curva de 0,86).

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O termo silicose refere-se ao processo de fibrose pulmonar causado pela inalação de poeira contendo sílica. É uma doença ocupacional, incurável, que se inicia nas vias aéreas distais e pode progredir independente do término da exposição. Os testes de função pulmonar, apesar de não serem utilizados como ferramenta diagnóstica para silicose, são amplamente empregados para acompanhar longitudinalmente esses indivíduos. Estudos recentes sugerem que a Técnicas de Oscilações Forçadas (FOT) pode ser aplicada para detecção de alterações pulmonares precoces em indivíduos com silicose. Contudo, existem poucos estudos descrevendo as alterações de mecância respiratória associada com a silicose através da FOT. Neste contexto, os objetivos deste estudo são: (1) analisar as alterações de mecânica respiratória de indivíduos portadores de silicose com diferentes graus de obstrução e (2) avaliar a capacidade da FOT em detectar alterações na função pulmonar decorrentes da silicose. Trata-se de um estudo transversal controlado com avaliação de casos prevalentes, tendo como unidade de avaliação o indivíduo. Os exames realizados incluíram medidas de espirometria e FOT. Foi selecionado um total de 67 indivíduos, 46 portadores de silicose e 21 sadios, caracterizando o grupo controle. Os indivíduos com diagnóstico de silicose foram divididos em três grupos classificados de acordo com o nível de obstrução sugerido pela espirometria. Essa classificação resultou em três categorias: Indivíduos normais ao exame espirométrico (NE), n= 12; com distúrbio ventilatório obstrutivo leve (DVOL), n=22; com distúrbio ventilatório obstrutivo moderado ou acentuado (DVOMA), n= 12. Todos os indivíduos realizaram exames da FOT para análise das propriedades resistivas e reativas do sistema respiratório. Posteriormente aos exames da FOT os indivíduos foram submetidos à espirometria. Considerando os grupos divididos a partir da espirometria, os parâmetros resistivos e reativos e a impedância do sistema respiratório em 4Hz (Z4Hz) se modificaram significativamente com a progressão da distúrbio obstrutivo. Na análise do poder diagnóstico da FOT os parâmetros R0, Rm, Rsr4 e |Z4Hz| mostraram-se precisos para identificar as modificações de mecânica respiratória em pacientes com silicose apresentando distúrbio ventilatório obstrutivo leve. Para distúrbio ventilatório obstrutivo moderado e acentuado todos os parâmetros analisados apresentaram habilidade para identificar essas alterações. Na análise entre o grupo controle e normal ao exame, nenhum parâmetro da FOT apresentou valor de acurácia adequado para uso clínico. Esses resultados são coerentes com as alterações fisiopatológicas relacionadas à silicose, confirmando o potencial da FOT na avaliação das modificações de mecânica respiratória em doentes com silicose.

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Rationale: There is no effective pharmacological treatment for acute lung injury (ALI). Statins are a potential new therapy because they modify many of the underlying processes important in ALI.

Objectives: To test whether simvastatin improves physiological and biological outcomes in ALI.

Methods: We conducted a randomized, double-blinded, placebo-controlled trial in patients with ALI. Patients received 80 mg simvastatin or placebo until cessation of mechanical ventilation or up to 14 days. Extravascular lung water was measured using thermodilution. Measures of pulmonary and nonpulmonary organ function were assessed daily. Pulmonary and systemic inflammation was assessed by bronchoalveolar lavage fluid and plasma cytokines. Systemic inflammation was also measured by plasma C-reactive protein.

Measurements and Main Results: Sixty patients were recruited. Baseline characteristics, including demographics and severity of illness scores, were similar in both groups. At Day 7, there was no difference in extravascular lung water. By Day 14, the simvastatin-treated group had improvements in nonpulmonary organ dysfunction. Oxygenation and respiratory mechanics improved, although these parameters failed to reach statistical significance. Intensive care unit mortality was 30% in both groups. Simvastatin was well tolerated, with no increase in adverse events. Simvastatin decreased bronchoalveolar lavage IL-8 by 2.5-fold (P = 0.04). Plasma C-reactive protein decreased in both groups but failed to achieve significance in the placebo-treated group.

Conclusions: Treatment with simvastatin appears to be safe and may be associated with an improvement in organ dysfunction in ALI. These clinical effects may be mediated by a reduction in pulmonary and systemic inflammation.




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Las consecuencias de la inmadurez orgánica junto con las dificultades en la adaptación a la vida extrauterina, traen consigo difíciles retos y altos costos, referidos en lo económico y en las vidas humanas dentro de las unidades de recién nacidos: cientos de neonatos fallecen por las complicaciones asociadas a la prematuridad. Las complicaciones respiratorias, ocupan el primer lugar de todos estos problemas y es un enorme reto el hallar estrategias que logren rápidamente la independencia y autonomía de la mecánica respiratoria del prematuro, lo que incluye el menor tiempo posible del uso de oxígeno, pues se sabe de las consecuencias negativas e irreversibles de la ventilación mecánica sobre la arquitectura pulmonar y el estado hemodinámico, así como la toxicidad del oxígeno sobre los pulmones mismos y la retina (displasia broncopulmonar y retinopatía).

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Evaluar si el Heliox reduce la resistencia en la vía aérea en niños y adolescentes con patología bronquial obstructiva que requieren ventilación mecánica. Materiales y Métodos: Estudio prospectivo observacional descriptivo en niños y adolescentes con patología bronquial obstructiva y ventilación mecánica con Fi02 ≤ 0,5. Medición de variables: resistencia, presión pico, presión media de la vía aérea, presión meseta, volumen corriente, autoPEEP, distensibilidad, PetCO2, ventilación de espacio muerto antes de inicio de heliox y a los 30 minutos, 2, 4, 6, 12, 18 y 24 horas y diariamente hasta suspenderlo por extubación o FiO2 > 0,5. Resultados: Resultados parciales, incluyó 9 pacientes encontrando descenso significativo de resistencia espiratoria a los 30 minutos (51,2 vs 32,3; p=0,0008 ), 2 horas ( 51,2 vs 33,4; p=0,0019) y 4 horas (51,2 vs 30,7; p=0,0012) así como de la resistencia inspiratoria a la hora 2 (48,6 vs 36,2; p = 0,013) y hora 4 (48,6 vs 30 ; p=0,004). Se observó tendencia al descenso de la PetCO2 que no fue significativa (52,3 vs 34,3: p=0,06). No se evidenció cambios en las variables; autoPEEP, presión pico, presión media de la vía aérea, distensibilidad, ventilación de espacio muerto, presión meseta y volumen corriente antes y después del inicio del Heliox. Conclusión: La ventilación mecánica con Heliox en niños con patología bronquial obstructiva parece ser que reduce de manera significativa la resistencia de la vía aérea, con tendencia al descenso de la PetC02. Se necesitan estudios prospectivos al menos observacionales analíticos que corroboren estos hallazgos.